miR168家族进化特性及其在砂梨休眠期的表达模式分析

为了探究miR168家族的进化特性及其在梨休眠进程中的表达模式,通过检索实验室前期构建的砂梨（‘黄花’梨）miRNA文库、转录组数据库和miRBase数据库,得到植物miR168家族成员的成熟体和前体序列。从‘黄花’梨花芽中克隆了两条miR168前体,发现梨miR168家族包含2条前体序列和4条成熟体序列。采用生物信息分析和实时荧光定量PCR(qRT-PCR),对梨miR168家族的成熟体序列及前体（pre-miR168）序列进行分析,与已知植物miR168构建系统发育进化树,预测其靶基因,分析其在梨休眠发生进程中的表达情况。结果表明,梨pre-miR168序列均能形成稳定的发夹结构;植物pre-miR168两端序列较保守,而中间序列不保守;mi168成熟体保守性较高,进化树分析表明梨pre-miR168与苹果的亲缘关系最近,miR168成熟体主要分为两大类。梨miR168调控的潜在靶基因主要包含Argonaute1蛋白基因（protein argonaute 1,AGO1）和胼胝质合成酶3基因（callose synthase 3,CalS3）共21条mRNA,都是以裂解靶标的方式进...     

香蕉miR408b靶基因Chemocyanin的克隆及其在低温胁迫下的表达分析

【目的】研究香蕉中miR408b及其靶基因Chemocyanin在低温胁迫下的表达模式和调控机制。【方法】以三明野生蕉和‘天宝蕉’叶片为材料,利用RT-PCR和RACE技术克隆获得三明野生蕉中的MiChemocyanin基因(MiCHY)和‘天宝蕉’中的MaChemocyanin基因(MaCHY),利用在线网站对MiCHY进行生物信息学分析。【结果】MiCHY基因的cDNA全长为587 bp,开放阅读框381 bp,编码126个氨基酸蛋白,具有Plantacyanin结构域,属于超铜氧化还原蛋白家族。在ORF区的4～24 bp处有一处高度匹配miR408b的结合区(GCTCAGGGAAGGGGCAGTGCG)。RLM-5’RACE分析表明,miR408b主要在靶序列的第7～8个碱基之间剪切靶基因MiCHY的mRNA。序列比对发现,MaCHY基因比MiCHY基因多了82 bp的序列,符合内含子的GT-AG剪切,推测发生了内含子驻留的可变剪接。保守结构域分析表明MaCHY没有Plantacyanin结构域,但也属于铜氧化还原蛋白家族。qRT-PCR结果表明,低温胁迫下,冷敏感的‘天宝蕉’miR408b的表达量上升,MaCHY的表达量降低;在抗寒的三明野生蕉中,miR408b的表达量下降,MiCHY表达量上升,miR408b与MiCHY表达量呈负相关。【结论】miR408b及其靶基因MiCHY可能在香蕉响应低温胁迫中发挥重要作用。     

‘库尔勒香梨’miR159家族成员进化特性及表达分析

【目的】了解‘库尔勒香梨’miR159家族成员的进化特征及其在萼片脱落与宿存中的作用。【方法】以‘库尔勒香梨’Small RNA高通量测序中获得的miR159家族前体序列和成熟体序列为基础进行系统发育树构建、前体和成熟体的序列比对、前体二级结构预测、WebLogo保守性分析、靶基因预测和表达量分析。【结果】‘库尔勒香梨’miR159家族存在2个前体成员(psi-MIR159a、psi-MIR159c)和2个成熟体成员(psi-miR159a、psi-miR159c)。2个前体成员的序列均能形成典型稳定的茎环结构,且序列完全一致,它们的最小折叠自由能(dG)都为-93.95 kal·mol~(-1)。系统发育进化树显示,‘库尔勒香梨’和苹果MIR159家族亲缘关系很近。WebLogo分析表明,miR159家族成熟体的保守性很高,其保守序列为5'-UUUGGAUUGAAGGGAGCUCUAUU-3',但‘库尔勒香梨’的碱基保守性较低。靶基因预测显示,‘库尔勒香梨’miR159基因家族靶基因为转录因子bHLH91、BES1/BZR1同源蛋白4、热激70 ku蛋白质、Trihelix转录因子GT-1、G型凝集素S-受体类丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶RLK1等。实时荧光定量PCR(qPCR)显示,‘库尔勒香梨’miR159家族的2个成员在初花期、盛花期和末花期3个时期萼片脱落组和宿存组的表达量有显著差异。【结论】‘库尔勒香梨’miR159家族在进化过程中既有保守性又有多样性,可能在萼片脱落过程中起作用。     

拟南芥At-pri-miR828 基因的克隆及其对番茄的遗传转化

 MicroRNA828（miRNA828）是一种新近发现的生物学功能还未全面研究的miRNA。为从 不同角度阐明miRNA828 的生物学功能,从拟南芥中克隆到At-pri-miR828 基因并构建了该基因过量表达 的植物表达载体pC2300-pOT2-At-pri-miR828,通过农杆菌介导的叶盘法将pC2300-pOT2-At-pri-miR828 导入异源植物番茄品种‘Ailsa Craig’中。PCR 鉴定结果显示,外源基因At-pri-miR828 已成功整合到转 基因番茄基因组中,共获得9 个转基因株系,67 株转基因植株。定量PCR 检测结果显示,与野生型番茄 植株相比,转基因植株中miR828 的表达量显著增加,而生物信息学所预测的miR828 靶基因Sly-myb-like1 的表达水平则相应降低。花青素含量测定结果显示,miR828 过量表达的转基因番茄植株花青素含量明显 低于野生型植株,表明miR828 参与了番茄花青素的生物合成调控。     

龙眼pri-miR319a编码短肽活性的研究

为研究龙眼miRNA编码短肽(miRNA encode regulatory peptide,miPEP)的潜在活性,以miR319为对象,从7个龙眼品种中克隆得到pri-miR319a序列并预测其潜在编码miPEP,并通过遗传转化和人工合成miPEP的方法验证miPEP319a的活性.结果 显示,7个龙眼品种中pri...     

高温对耐热大葱品种PSⅡ和抗氧化酶活性的影响

 以‘章丘大葱’为对照,研究了25 ~ 50 ℃下耐热大葱品种‘春味’、‘吉叶晚抽’和‘长悦’叶片丙二醛含量,电解质外渗率,叶绿素荧光参数和抗氧化酶活性的变化。结果表明,高温下耐热大葱品种叶片光系统Ⅱ（PSⅡ）最大光化学效率的下降和电解质外渗率的增加幅度小于章丘大葱,说明耐热大葱品种PSⅡ和细胞膜热稳定性高于章丘大葱。高温下,3个耐热大葱品种和章丘大葱叶片超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（CAT）、抗坏血酸过氧化物酶（APX）活性上升,但耐热品种上升幅度显著高于章丘大葱,表明其叶片抗氧化能力较高。因此,耐热大葱品种叶片较高的抗氧化酶活性是其耐热性较强的原因之一。     

热胁迫对番茄叶肉细胞叶绿体超微结构的影响

 以番茄耐热品种‘02276’和感热品种‘L402’为试材, 观察其在高温下叶绿体的变化情况。结果表明, 高温胁迫破坏番茄叶肉细胞叶绿体被膜和类囊体系统正常的超微结构特征, 并且耐热性不同的番茄品种之间存在明显差异。高温胁迫下叶绿体的形态变化可以作为在细胞水平上评价番茄耐热性的重要指标。     

基于热胁迫对杜鹃叶片生理生化影响的耐热性评价

对9个不同品种杜鹃花的耐热性进行综合评价,以期为耐热杜鹃品种选育提供理论依据。通过综合隶属函数值评定的耐热性强弱顺序为‘石岩’‘琉球红’‘白丹麦’‘天章’‘大青莲’‘春诗’‘粉五宝’‘御代之荣’‘霞红’。     

葡萄miR159及其靶基因VvGAMYB在花发育过程中的作用分析

以‘魏可’葡萄(Vitis vinifera L.‘Wink’)为试材,克隆得到一个葡萄赤霉素信号途径中的MYB转录因子基因Vv GAMYB。该基因开放阅读框(ORF)长1 680 bp,编码559个氨基酸,该蛋白序列含有GAMYB基因家族保守的R2R3 DNA结合域以及Box1、Box2、Box3保守域。洋葱表皮细胞的瞬时表达结果显示,VvGAMYB定位于细胞核中。VvGAMYB和其下游基因Vv LFY在葡萄花发育过程中的表达都呈现先上升后下降的趋势,而赤霉素处理促进了VvGAMYB和VvLFY的表达,从而使开花提前。VvGAMYB是miR159的靶基因,其作用受到miR159的调控。miR159和VvGAMYB的表达负相关,赤霉素处理下调miR159表达从而也降低了对VvGAMYB的裂解作用。由上述结果可以看出,VvGAMYB通过赤霉素开花途径参与葡萄的开花过程。在这一过程中,赤霉素抑制miR159裂解VvGAMYB的作用,从而上调VvLFY的基因表达,参与了调控葡萄开花过程。     

过量表达杜鹃红山茶CaAPX1的烟草耐热性提高

根据山茶(Camellia japonica)同源序列设计特异性引物,利用同源克隆和3′,5′-RACE技术,从杜鹃红山茶(C.azalea)嫩叶组织中克隆出抗坏血酸过氧化物酶(ascorbate peroxidase,APX)基因,命名为CaAPX1(Gen Bank登录号:KP635267),基因全长1 097 bp,开放阅读框753 bp,编码250个氨基酸。实时荧光定量分析发现,CaAPX1在4种不同的山茶中均得到表达,其中较耐热的微花连蕊茶(C.minutiflora)表达量最高,其次是中等耐热的杜鹃红山茶和‘耐冬’山茶(C.japonica‘Naidong’),最低的为耐热性较差的‘恨天高’云南山茶(C.reticulata‘Hentiangao’)。结果表明该基因的表达量高低与测试物种的耐热性有关。CaAPX1在杜鹃红山茶4种组织中均得到表达,表达量由高到低依次为:叶片、花蕾、种胚、花芽,其中叶片表达量高达其他组织的1.29~4.26倍。CaAPX1转基因烟草分析表明,过量表达CaAPX1后,APX酶活性提高了2.58~3.81倍,抗坏血酸(Ascorbate,AsA)含量也提高了2.67~3.56倍,并且转基因烟草植株及其种子的耐热能力也提高。     

砂梨miR159家族进化特性及在冬季休眠的表达模式分析

【目的】探究砂梨miR159家族成员进化特性及其在梨花芽休眠进程中的作用。【方法】通过检索已构建的砂梨（黄花）miRNA文库,筛选鉴定出2个miR159成熟体和2个前体序列,分别为ppy-miR159a和ppy-miR159b、ppyMIR159a和ppy-MIR159b。从黄花梨中克隆得到ppy-miR159a和ppy-miR159b。通过生物信息学分析梨miR159家族。采用实时荧光定量测定梨两个miR159家族成员及其靶基因pyrus＿GLEAN＿10035941(GAMYB转录因子)在梨花芽休眠进程中以及单氰胺（HC）处理梨休眠花芽的变化。【结果】植物miR159家族成熟体进化树的结果显示在进化树的大分支中,miR159家族的碱基高度重合,并且大多数miR159家族都具有相同的序列,说明了黄花梨与其他物种在进化过程中高度保守。而在进化树中出现各种小分支,说明miR159家族在进化过程由于功能分化,其成熟序列也出现相应的碱基改变。两个miR159家族成员的前体均能形成环状结构,且成熟体都在3’臂。ppy-miR159a和ppy-miR159b的最小折叠自由能（ΔG）分别为-368...     

基于microRNA测序分析miRNA在刺葡萄抗白腐病中的作用

【目的】在前期的种质资源评价过程中,发掘一株中国野生刺葡萄0943,该株系高抗葡萄白腐病。基于mi-croRNA(miRNA)在植物抗病中的重要作用,拟从miRNA水平探讨刺葡萄在受到病原菌侵染后的表达调控机制。【方法】以抗病的中国野生刺葡萄为试材,对比感病的欧亚种'美人指’,分别以病原菌诱导,在0 hpi(hours post inoculation)和病菌诱导后的12 hpi、36 hpi处理后采样,进行二代测序,并对数据进行KEGG及表达量的差异分析。【结果】对比感病葡萄'美人指’,分析了抗病刺葡萄在基础代谢和抗病途径中的差异,结合miRNA的表达量,获得了150个表达量发生变化的miRNA,其中44个miRNA的表达在刺葡萄和'美人指’之间存在差异。5个miRNA在刺葡萄中特异表达,但是在'美人指’中不表达,实施定量验证了这一结果。靶基因预测显示,其靶基因包括与抗病的紧密相关的WRKY、SPL、EFR等转录因子,还包括与抗病直接相关的LRR类的抗病基因。【结论】筛选出5个在刺葡萄上特异表达候选miRNA(miR172a、miR172b、miR845a、novel_81和miR159a),可作为刺葡萄抗白腐病研究的目标。     

龙眼miR172家族成员进化特性及其时空表达分析

【目的】研究龙眼miR172家族的进化特性及其在龙眼不同组织部位中的表达模式。【方法】采用生物信息学分析及实时荧光定量PCR的方法,对龙眼miR172家族5条前体(pre-miR172)序列及1条成熟体序列进行分析,并预测其前体二级结构,构建系统发育进化树,预测靶基因及分析不同组织部位的定量表达情况。【结果】对龙眼miR172家族5条前体序列进行多序列比对,发现miR172家族两端相对保守,中间区域则形成各自的特异性区域。对miR172家族5条前体及1条成熟体进行多序列比对,发现6条序列间存在1个约20个碱基的保守区域,推测该区域可能为miR172家族成熟体所在区域。Mfold软件预测结果显示,pre-miR172家族成员均能形成典型的茎环二级结构,其最小折叠自由能为-35.80~-54.45 kal·mol-1,较为稳定。系统发育进化树结果显示,龙眼pre-miR172家族成员与甜橙、毛果杨等植物的miR172亲缘关系较近。靶基因预测结果显示,龙眼miR172a的靶基因包括AP2、蝶呤型钼辅因子(molybdopterin cofactor)、谷氨酰-t RNA(glutamyl-t RNA)、假定蛋白(hypothetical protein)等。实时荧光定量PCR结果显示,miR172家族各成员在龙眼不同组织部位中的表达模式总体相似,均在叶芽和生殖生长阶段中大量表达,在营养生长阶段及果实中表达量则较低,但dlo-miR172-scaffold4293特异地在叶片中高表达。【结论】龙眼miR172家族在进化过程中保守性与特异性并存,且可能参与了龙眼部分器官的形成及发育过程。     

苹果miR396家族鉴定及在不定根发育过程中的表达分析

分析了苹果miR396家族进化特性及其在苹果不定根发育过程中的表达模式。结果表明：苹果miR396家族有4条成熟体和7条前体序列（pre-miRNA）。Mfold预测显示Pre-miR396家族7个成员序列均可形成典型稳定的茎环二级结构,最小折叠自由能介于–62.9 kal ? mol-1（pre-miR396b）~–51.9 kal ? mol-1（pre-miR396g）之间。系统发育进化树分析显示,pre-miR396家族亲缘关系可分为3个亚组（G1、G2、G3）,每个亚组内基因数量不同,分别含有11、9、19个。靶基因预测显示,苹果miR396靶基因包括MdGRF1、MdGRF2和MdGRF5等,降解组测序进一步验证了miR396对其候选靶基因MdGRF1、MdGRF2和MdGRF5的剪切关系。苹果miR396家族成员在侧根和果实中的表达量显著高于其他组织,其候选靶基因表达量则在花芽和腋芽中显著高于其他组织;不定根发育过程中,miR396家族不同成员表达模式存在显著差异,整体上呈上调表达趋势,其候选靶基因呈下调表达趋势;外源IBA处理显著诱导miR396家族成员的表达,尤其是在不定根诱导期和根系生长期更为显著。     

龙眼miR397家族成员分子特性及其在体胚发生早期的表达分析

【目的】探讨龙眼miR397家族成员的分子特性及其在龙眼体胚发生早期的表达模式。【方法】以‘红核子’龙眼胚性愈伤组织为材料,通过对龙眼miR397前体序列二级结构分析、进化树构建、靶基因预测与裂解位点验证、以及龙眼miR397a在龙眼体胚发育早期和不同激素浓度处理下的表达规律进行分析。【结果】龙眼miR397前体序列5端臂上可生成两个序列高度重合的成熟体序列dlo-miR397a和dlo-miR397,二者仅有5端两个碱基TC之间的差异,前体能形成稳定的茎环结构;进化树分析发现龙眼miR397前体与桃、可可、脐橙等亲缘关系较近,处于同一分支,龙眼miR397与拟南芥、甜橙、葡萄等亲缘关系较近,处于较为保守的同一分支,miR397家族成员较前体序列在进化上更为保守。靶基因预测表明龙眼miR397家族主要靶向调控漆酶基因家族和一条姐妹染色单体粘连蛋白(dlo_039206.1)。裂解位点验证发现靶基因姐妹染色单体粘连蛋白的裂解位点,但位于预测区间外。miR397a在体胚发生过程中对于靶基因姐妹染色单体粘连蛋白的调控模式在0～3 d较为一致,均为下调表达,6～12 d为显著上调表达,且二者呈典型的负调控关系。龙眼miR397a在不同浓度2,4-D与GA3激素处理下均出现下调表达趋势,而靶基因姐妹染色单体粘连蛋白则在激素处理下的表达趋势并不明显,可能由于靶向裂解位点在预测区外所致。【结论】龙眼miR397a可能在龙眼体胚发生早期的6～12 d,通过靶向调控姐妹染色单体粘连蛋白影响龙眼体胚发生早期形态建成。龙眼miR397家族在进化上较为保守,其靶基因主要靶向调控龙眼漆酶家族和姐妹染色单体粘连蛋白。龙眼miR397a在不同浓度2,4-D与GA3激素处理下均出现下调表达趋势,表明其在龙眼体胚发生早期可能通过激素信号传导参与龙眼体胚发生早期形态建成。     

miR396b负调控茄子对黄萎病的防御反应

为了研究miR396b在茄子抗黄萎病中的功能,以茄子栽培品种‘苏琦1号’为试验材料,克隆pri-miR396b基因并构建表达载体,通过农杆菌介导的遗传转化获得miR396b转基因茄子植株。在受大丽轮枝菌侵染的茄子植株中,miR396b受诱导呈下调表达。抗病性分析表明,与野生型茄子相比,miR396b过表达株系对大丽轮枝菌侵染更加敏感、病情指数为75.2,而mi R396b反义抑制株系病症较轻,病情指数在16.2～25.3之间。病原菌ITS定量分析显示,mi R396b过表达株系植株维管束组织中大丽轮枝菌含量较对照显著增加,而mi R396b反义抑制株系植株中显著减少。抗氧化酶活性分析显示,miR396b过表达株系中超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）酶活性低于野生型茄子植株,而反义抑制株系则高于对照。以上结果表明,mi R396b在茄子对黄萎病防御反应中起负调控作用。     

草莓不同器官中microRNA表达差异研究

MicroRNA(miRNA)在植物的生长发育过程中起着重要作用。以CTAB法提取的总RNA为模板,通过设计茎环反转录引物,利用实时RT-PCR技术对草莓根系、花托、茎尖和叶片4种器官中的6种miRNA进行了表达差异研究。以草莓叶片中6种miRNA的表达量为1,差异表达结果显示miR164在草莓花托中高度表达,达到6.615,明显高于根系(0.485)、茎尖(0.371)和叶片(1.000);miR172在茎尖和花托中的表达量都较低,分别为0.029和0.020,在根系中的表达量更低,只有0.0008454;miR167在根系中表达也很低,只有0.053;miR156,miR159和miR165在4种草莓器官中的表达差异不明显。这些结果为进一步验证miRNA基因在草莓植株生长发育过程中的作用奠定了基础。     

6个草莓品种高温半致死温度与耐热性评价

为了鉴定草莓品种的耐热性,以‘红颜’‘宁玉’‘宁丰’‘丰香’‘章姬’‘甜查理’6个草莓品种的叶片为试验材料,分别用30、35、40、45、50、55、60℃进行高温处理,根据相对电导率配合Logistic方程,求得半致死温度(LT50)。结果表明,6个草莓品种的高温半致死温度分别为45.32℃(‘章姬’)、45.92℃(‘红颜’)、46.03℃(‘宁玉’)、46.20℃(‘丰香’)、47.21℃(‘宁丰’)、48.05℃(‘甜查理’),且与田间热害指数和死亡率均呈显著负相关。     

西瓜miR164b靶基因鉴定及其对黄瓜绿斑驳花叶病毒侵染应答的分析

将miR164b序列与西瓜基因组进行比对,获得miR164b前体Pre-miR164b基因并克隆。Pre-miR164b长度为97 bp,含有完整的茎环结构。Pre-miR164b启动子区含有光响应元件、赤霉素响应元件、乙烯响应元件、水杨酸响应元件、真菌诱导响应元件等多个顺式作用元件。降解组测序获得miR164b的4个靶基因,均注释为NAC转录因子基因,剪切位点位于miR164b序列5′ 端第10位碱基。miR164b及靶基因在黄瓜绿斑驳花叶病毒（CGMMV）侵染不同时间的表达模式不同,靶基因Cla018596的表达模式与miR164b呈负相关,而Cla019099、Cla023219和Cla023357的表达模式与miR164b没有相关性。